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Towers out of double walls

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[Quelle: http://repositum.tuwien.ac.at]

Konzepte für wirtschaftliche und schnell errichtbare Türme sind heutzutage gefragter denn je. Der Grund dafür ist die Energiewende und die damit einhergehende weltweite Errichtung von Windenergieanlagen. Um wirtschaftlich Strom erzeugen zu können, müssen Windenergieanlagen besonders in Schwachwindgebieten mit einer hohen Bodenrauigkeit eine große Höhe aufweisen. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb ein neues Turmbaukonzept vorgestellt, welches besonders für hohe Türme geeignet ist. Aktuell gibt es eine große Zahl an Turmbauverfahren, die Stahl, Beton und sogar Holz einsetzen. Besonders ”kleine“Anlagen mit Nabenhöhen zwischen 80 und 120 m werden fast ausschließlich aus einteiligen Stahlrohrsegmenten mit Durchmessern bis zu circa 4,3 m hergestellt. Höhere Türme müssten massiver sein, jedoch stößt der Transport von Stahlrohren mit solchen Durchmessern im Straßennetz an seine Grenzen. Dies gab den Anstoß eine Vielzahl diverser Bauverfahren zu entwickeln, welche sich durch einen geringeren Vorfertigungsgrad im Vergleich zu einteiligen Stahlrohrtürmen auszeichnen. All diese Bauverfahren werden in der vorliegenden Arbeit beschrieben. Durchgesetzt hat sich vor allem eine hybride Betonfertigteilbauweise mit aufgesetztem Stahlrohrturm, wie sie auch für Türme der derzeit höchsten Windenergieanlagen eingesetzt wird. Die Türme benötigen allerdings hohe Vorspannkräfte, um die geforderte Steifigkeit sowie Tragfähigkeit aufzuweisen. Ortbetontürme, welche im Vergleich zu Fertigteilbetontürmen zeitintensiv in der Errichtung sind, können bei gleichem Materialeinsatz höhere Steifigkeiten sowie Tragfähigkeiten erreichen. Eine Kombination von beiden Bauweisen Fertigteil und Ortbeton würde es ermöglichen, schnell tragfähige Türme zu errichten. Das in dieser Arbeit beschriebene Turmkonzept benützt Doppelwände (Halbfertigteile) als Grundbausteine und ermöglicht daher Türme ähnlich schnell wie mit vollwandigen Fertigteilen herzustellen und dabei eine ähnliche Tragfähigkeit wie bei Ortbetontürmen zu erreichen. Hierbei sollen handelsübliche, ebene Standard-Doppelwände, welche weltweit erhältlich sind, benützt werden, um polygonale Ringsegmente zusammenzusetzen. Diese Segmente können dann aufeinander gestapelt werden, sodass der Hohlraum zwischen den Doppelwandplatten ausbetoniert werden kann. Jede Fuge ist mit Bewehrung versehen, weshalb von einer durchgängigen Lastweiterleitung in vertikaler als auch in horizontaler Richtung ausgegangen werden kann. Abschließend wird der Betonturm vorgespannt. Dieses Konzept wird in dieser Arbeit ausführlich und in unterschiedlichsten Ausführungsmöglichkeiten beschrieben. Die Machbarkeit des vorgestellten Konzeptes sowie die Sinnhaftigkeit des Einsatzes von handelsüblichen Doppelwandelementen wurde erfolgreich im Zuge der Errichtung eines Prototypen-Turmabschnitts demonstriert. Der Prototyp bestand aus sechs Segmenten mit einer Gesamthöhe von 16,15 m und einem Außeneckradius zwischen 3,85 m und 4,22 m. Die während der Errichtung gemachten Erfahrungen und durchgeführten Versuche sind in dieser Arbeit beschrieben und ermöglichen eine Weiterentwicklung des Bauverfahrens.

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Bücher, Broschüren

Markus Nöldgen
BIM im Brücken- und Ingenieurbau
Springer-Lehrbuch
Digitale Bauwerksmodelle mit NX, 3D-Konstruktion, Datenintegration, Datenaustausch und FE-Simulation
2., Aufl.
2021, viii, 178 S., VIII, 178 S. 227 Abb., 212 Abb. in Farbe. 240 mm, Softcover
Springer

 

 

Das Lehrbuch richtet sich an Studierende sowie Konstruktions- und Berechnungsingenieure in der Praxis des konstruktiven Ingenieurbaus, die sich bereits heute oder in der nahen Zukunft mit der 3D-Konstruktion, Datenintegration und Simulation im Zuge des Building Information Modeling (BIM) befassen. Anhand von ausgewählten praxisnahen Beispielen wird die grundlegend neue Methodik der 3D-Modellierung im Brücken- und Ingenieurbau Schritt für Schritt aufgezeigt und durch e-learning features (Videos, Dateien) ergänzt. Mithilfe eines übergreifenden Projektbeispiels wird der Zusammenhang der Anwendung des BIM für ein Brückenbauwerk vorgestellt und die theoretischen Hintergründe kurz erläutert. Schließlich werden sowohl die Planableitung aus dem Modell, die Integration von Daten und Messungen, die Bauablaufsimulation sowie ein Ansatz für die integrierte FE-Simulation direkt aus dem Konstruktionsmodell (Design-Embedded-Simulation) aufgezeigt. In der zweiten Auflage wurden sämtliche Beispiele mit der neuesten Software-Generation überarbeitet. Ein neues Kapitel widmet sich dem Datenaustausch über neutrale Industry Foundation Classes (IFC), der in der Praxis zunehmend an Bedeutung gewinnt.

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1. Fachkongress Digitale Transformation im Lebenszyklus der Verkehrsinfrastruktur
Tagungshandbuch 2021
2021, 422 S., 295 mm, Softcover
expert-verlag

 

 

Technologische Entwicklungen sind die Voraussetzung für eine ganzheitliche Digitalisierung. Im Zeitalter des Digitalen Wandels sind Daten ein wertvoller Rohstoff für Informationen, neue Technologien, Prozesse und Ideen. Diese können die Produktivität positiv beeinflussen. Im Vergleich zu anderen Branchen stagniert die Produktivität in der Baubranche allerdings fast vollständig. Ursache hierfür ist unter anderem die geringe Digitalisierung etablierter Abläufe und geringe Neuschöpfung von Verfahren und Prozessen.Dabei bestehen vielfältige Potenziale der Digitalen Transformation in allen Phasen des Lebenszyklus der Verkehrsinfrastruktur. Ein Beispiel für solche Entwicklungen ist der Digital Twin - das virtuelle Abbild eines realen Objekts, das sich kontinuierlich über dessen Daten und Informationen aktualisiert und u. a. die Durchführung virtueller Experimente ermöglicht. In Anbetracht von großen Datenmengen (Big Data) gewinnen zunehmend Smart-Data-Anwendungen, Verfahren der künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens an Bedeutung bei der Auswertung von Daten. Die Ergebnisse können über Technologien der Virtual und Augmented Reality visualisiert werden.Vor diesem Hintergrund ist das Hauptziel des erstmals stattfindenden Fachkongresses der verkehrsträgerübergreifende Wissens- und Erfahrungsaustausch. In etwa 50 Fachvorträgen werden in parallelen Sessions Technologien und Methoden der Digitalisierung und Digitalen Transformation diskutiert. Im Vergleich zu anderen Branchen stagniert die Produktivität in der Baubranche fast vollständig. Dabei bestehen vielfältige Potenziale in allen Phasen des Lebenszyklus der Verkehrsinfrastruktur. Das Hauptziel des Fachkongresses ist der verkehrsträgerübergreifende Wissens- und Erfahrungsaustausch über Technologien und Methoden der Digitalisierung und digitalen Transformation.

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Cornell Weller
Zustandsbeurteilung von Ingenieurbauwerken
Baubetriebswesen und Bauverfahrenstechnik
Methodik zur Reduzierung subjektiver Bewertungseinflüsse
2021, xxvii, 222 S., XXVII, 222 S. 63 Abb. 210 mm, Softcover
Springer

 

 

Cornell Weller untersucht in diesem Buch subjektive Einflüsse der Schadensbewertung in Bauwerksprüfungen nach DIN 1076. Zur Reduzierung von Bewertungsunsicherheiten werden zusätzliche Bewertungsstufen in das Verfahren der RI-EBW-PRÜF eingeführt. Die Fragestellung, ob mit dem modifizierten Verfahren Tendenzen der Schadensfortschreitung frühzeitiger erfassbar sind, wird anhand einer Stichprobe von 220.000 einzelnen Brückenschäden analysiert. Die wirtschaftlichen Auswirkungen der frühzeitigeren Erfassung dieser Tendenzen werden in Kostenrechnungen mit Hilfe der Risiko- und Szenarioanalyse ausgewertet.

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Multilayered
Konstruktive Vielfalt
2019, 352 p. S., 150 b/w and 250 col. ill. 24 cm, Softcover
Birkhäuser Berlin

 

 

Das international tätige Bauingenieurbüro sbp entwirft und konstruiert seit über 30 Jahren anspruchsvolle Bauten. Diese reichen von weitgespannten, leichten oder beweglichen Tragwerken, Brücken, über herausragende Hochbauten bis hin zu Solarkraftwerken.; The firm schlaich bergermann partner has been designing and building ambitious civil engineering projects around the world for more than thirty years. Its portfolio ranges from long-span support structures and bridges to high-rises, special-use buildings and leading-edge solar power stations.

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Vorträge zum Deutschen Bautechnik-Tag am 27. und 28. April 2017 in Stuttgart
DBV-Heft, Band 40
Fassung April 2017.
2017, 167 S., zahlr. Abb. u. Tab.,

 

 

Im Fokus der 65 Vorträge des Deutschen Bautechnik-Tages 2017 standen bautechnische Lösungen und Entwicklungen. Die Teilnehmer erfuhren hier in kompakter Form alles Wichtige über spannende Projekte, neue Verfahren und Regelwerke. Auch die Digitalisierung am Bau hatte einen festen Platz - etwa in den Vorträgen zu Lean Construction und Building Information Modeling (BIM). Hier spiegelt sich das Engagement des technisch-wissenschaftlich ausgerichteten DBV für anwendungsorientierte Wissenschaft und Forschung in Betonbau und Bautechnik. Insgesamt behandelte das Fachprogramm in 13 Fachsitzungen Fragen des Hoch-, Industrie- und Wirtschaftsbaus sowie der Infrastruktur mit Schwerpunkt Modernisierung und Instandhaltung von Großprojekten. Abgerundet wurde der Kongress durch sieben Fachexkursionen zu interessanten Baustellen und Bauwerken. Schwerpunkt war dabei das Großprojekt Stuttgart 21.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Ulrike Kuhlmann, Ulrich Breuninger
Längsschubbeanspruchung bei Verbundträgern mit liegenden Kopfbolzendübeln im Hochbau. Schlussbericht
Bauforschung, Band T 2908
1999, 170 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Werden bei Verbundträgern die Kopfbolzendübel in der Betonplatte liegend angeordnet, dann wirkt bei einer Längsschubbeanspruchung der Verbundfuge Spaltzug in Plattendickenrichtung. Durch den Spaltzug entstehen Risse. Im Gegensatz zum stehenden Kopfbolzendübel wird die Rissbildung nicht behindert, da die Ausdehnung der Platte in Dickenrichtung sehr begrenzt und eine Netzbewehrung in Dickenrichtung nicht vorhanden ist. Neben den Kopfbolzenabmessungen hat die Dicke der Platte bzw. der Randabstand des Dübels entscheidenden Einfluss auf die Tragfähigkeit der Verbindung. Auch der Achsabstand der Dübel untereinander wirkt sich auf die Tragfähigkeit aus. Zusätzlich beeinflussen die Größe und Lage der Bewehrungsstähle die Tragfähigkeit. Zur Untersuchung des Einflusses der verschiedenen Konstruktionsparameter auf die Tragfähigkeit mittig in Betonplatten eingebauter, liegender Kopfbolzendübel werden Versuche und Finite-Elemente-Untersuchungen durchgeführt. Es wird eine Gleichung zur Bestimmung der Tragfähigkeit mittig in Betonplatten eingebauter, liegender Kopfbolzendübel unter Längsschubbeanspruchung in Abhängigkeit verschiedener Parameter entwickelt. Darauf aufbauend wird eine Gleichung zur Ermittlung des Bemessungswiderstandes nach Eurocode 4 vorgeschlagen. Die Duktilität mittig in Betonplatten eingebauter, liegender Kopfbolzendübel überschreitet die Anforderungen nach Eurocode 4 bei weitem.

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Einar Keintzel
Verträglichkeitsuntersuchungen zwischen deutschen Erdbebenregelungen und Eurocode 8. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2846
1998, 148 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Unverträglichkeit zwischen der derzeit geltenden deutschen Erdbebennorm DIN 4149-1 und Eurocode 8 sowie die Tatsache, daß die DIN 4149-1 nicht mehr dem heutigen Kenntnisstand entspricht, haben zur Überarbeitung dieser Norm geführt. Ziel war es daher, einen Entwurf für eine solche Überarbeitung zu erstellen, der die theoretischen Vorzüge von Eurocode 8 möglichst weitgehend mit der Einfachheit der derzeit geltenden DIN 4149-1 verbindet. Die überarbeitete DIN 4149-1 soll einerseits das Konzept von Eurocode 8 übernehmen, und andererseits die wesentlich auf Bauten in Starkbebengebieten ausgerichteten Regeln aus Eurocode 8 an die tatsächlichen Bedürfnisse von Deutschland als Schwachbebengebiet anpassen. Zunächst wird ein Überblick über die Vorarbeiten zur Überarbeitung der Norm geboten, und des werden die Empfehlungen des dafür zuständigen Lenkungsgremiums dargelegt. Nach einer kurzen Erläuterung des Überarbeitungskonzepts folgen Kommentare zu den einzelnen Normkapiteln und anschließend der Textentwurf zu DIN 4149.

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G. Sedlacek, B. Hoffmeister
Schwingungsanfälligkeit für den Geschoßbau - eine Studie zur Klassifizierung der Gebrauchseigenschaften für den Eurocode 1. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2736
1995, 86 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zunehmender Optimierungs- und Ausnutzungsgrad moderner Stahl- und Verbundkonstruktionen haben zur Folge, daß die Schlankheiten und die Spannweiten von Deckenkonstruktionen immer größer werden. Diese Tendenz kann zu einer erhöhten Empfindlichkeit der Bauwerke gegenüber dynamischen Anregungen führen, was wiederum eine starke Beeinträchtigung der Gebrauchsfähigkeit nach sich ziehen kann. Soll die Gebrauchsfähigkeit hinsichtlich menscheninduzierter Schwingungen sichergestellt werden, müssen die dynamische Belastung, die Bauwerksreaktion und die Auswirkung des dynamischen Verhaltens aufeinander abgestimmt werden. Der Bericht liefert einen Überblick über den gegenwärtigen Kenntnis- und Normungsstand zu dem Thema menscheninduzierte Schwingungen, deren Ursachen und Auswirkungen. Es konnte festgestellt werden, daß hinsichtlich der anzusetzenden Belastung (Laufen, Gehen, Hüpfen) die in allen herangezogenen Quellen gewählten Ansätze weitgehend ähnlich sind. Der Vergleich der Normen, die eine Bewertung und Beurteilung der Schwingungseinwirkungen auf den Menschen ermöglichen, zeigt zum Teil deutliche Unterschiede auf.

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Jörg Schlaich, Rudolf Bergermann, Jürgen Seidel, Dietger Weischede, K. Friedrich, W. Schiel
Aufwindkraftwerke - Technische Auslegung, Betriebserfahrung und Entwicklungspotential
1989, 31 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Aufwindkraftwerke sind eine Option für die zukünftige wirtschaftliche Erzeugung von elektrischer Energie aus der Strahlungsenergie Sonne. Die erzielten experimentellen Ergebnisse in der Experimentieranlage haben gezeigt, daß die entwickelte Technologie einen Entwicklungsstand erreicht hat, der einen kraftwerksähnlichen vollautomatischen Betrieb mit einer hohen technischen Verfügbarkeit erlaubt. Die theoretischen Arbeiten demonstrieren, daß die wesentlichen meteorologischen, optischen und thermodynamischen Vorgänge gut verstanden sind und das dynamische Zusammenspiel der einzelnen Komponenten mit ausreichender Genauigkeit berechnet werden kann. Damit wurde die Grundlage geschaffen, die gewonnenen Erkenntnisse auf größere Anlagen anzuwenden, um deren energetisches Verhalten unter unterschiedlichen Randbedingungen ermitteln zu können. Die durchgeführten Berechnungen zur Wirtschaftlichkeit der Aufwindkraftwerkstechnologie haben gezeigt, daß ihr ein wirtschaftliches Potential zugeordnet werden kann. Angestrebt wird der Bau einer Demonstrationsanlage im 3-5 MW-Bereich. (-y-)

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E. Giencke
Stabilitaet von langzeitbelasteten GFK-Zylinderschalen bei Berueckssichtigung des Schuettgutes
1980, 45 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei der Untersuchung von kurzzeitbelasteten, laengsgedrueckten Zylinderschalen hat sich gezeigt, dass die Verzweigungslasten nach der linearen Schalentheorie nicht erreicht werden. Bei langanhaltender Belastung wachsen die Vorbeulen infolge des Kriechens weiter an und es kommt zu einer weiteren Erniedrigung der Beullast. Der Nachbeulfaktor haengt bei den fuer Siloschalen ueblichen r/t-Verhaeltnissen von 100 bis 200 praktisch nur vom Verhaeltnis des Umfangszuges infolge des Innendruckes zum Laengsdruck ab. Zur Erfassung des Kriecheinflusses werden in die Beziehungen fuer die Kurzzeitbelastung die durch das Kriechen vergroesserten Vorbeulen eingefuehrt. Als Kriechabminderung koennen die Werte ohne Innendruck uebernommen werden. Ferner zeigt sich, dass die in der Praxis uebliche Kriechabminderung auf der sicheren Seite liegt. (-y-)

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

Zur Datenbank RSWB^®plus

Creusen, Koen Erwin Yvonne; Misios, George; Winkes, Jasper Stefan; Veljkovic, Milan
Introducing the C1 Wedge Connection
Steel Construction, 2022

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Rösgen, Judith Christine; Kuhlmann, Wolfram; Lange, Jörg; Seyfarth, André
Ein E-Learning-Konzept zum forschenden Lernen
Bauingenieur, 2022

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Wiederspahn, Michael
Zum Tod eines wahrlich herausragenden Bauingenieurs. Trauer um Jörg Schlaich (kostenlos)
Stahlbau heute, 2021

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Knittel, Lukas; Triantafyllidis, Theodoros
Mehrdimensionale hochzyklische Beanspruchungen im Experiment und im Finite-Elemente-Modell
Bautechnik, 2021

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Pak, Daniel; Korte, Sebastian; Kemper, Frank; Friehe, Mirko; Fontecha, Robert; Reese, Christian; Schmitz, Katharina
Selbsterrichtende Windenergieanlage mit Nabenhöhe von 180 m
Stahlbau, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022